Biologia - Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4.
W cyklu komórkowym występują tzw. punkty kontrolne. Są to momenty, w których cykl komórkowy jest zatrzymywany aż do czasu, gdy kluczowe procesy poprzedzające kolejną fazę cyklu komórkowego zostaną zakończone prawidłowo. Geny kodujące cząsteczki uczestniczące w regulacji cyklu komórkowego są szczególnie ważne dla komórki. Jeśli co najmniej jeden z nich jest nieprawidłowy, może to doprowadzić do rozwinięcia się choroby nowotworowej.
Poniżej podano najważniejsze punkty kontrolne cyklu komórkowego.
- Punkt kontrolny G1/S – wstrzymuje cykl komórkowy do czasu, aż komórka zgromadzi odpowiedni zasób składników niezbędnych do syntezy DNA. Brak sygnałów świadczących o gotowości komórki sprawia, że punkt kontrolny uniemożliwia rozpoczęcie syntezy DNA.
- Punkt kontrolny G2/M – blokuje rozpoczęcie mitozy do czasu zakończenia replikacji DNA. Jeśli cząsteczki DNA w komórce nie zostały do końca zreplikowane lub są uszkodzone, punkt kontrolny uniemożliwia zajście mitozy.
- Punkt kontrolny metafaza/anafaza – wstrzymuje rozpoczęcie anafazy do czasu prawidłowego przyłączenia się mikrotubul wrzeciona podziałowego do wszystkich kinetochorów.
Na poniższym schemacie przedstawiono cykl komórkowy wraz z punktami kontrolnymi.
4.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę – określ liczbę chromosomów oraz ilość DNA w jądrze komórkowym komórek nabłonka jelita człowieka na koniec każdej z faz cyklu komórkowego.
| Faza cyklu | Liczba chromosomów | Ilość DNA |
|---|---|---|
| G1 | 2n | 2c |
| S | ||
| G2 | ||
| M |
4.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące punktów kontrolnych cyklu komórkowego w prawidłowych komórkach są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Replikacja DNA kończy się w punkcie kontrolnym G1/S. | P | F |
| 2. | Jeżeli w punkcie kontrolnym G2/M nie jest możliwa naprawa uszkodzonego DNA, to komórka nie może się dzielić. | P | F |
| 3. | Cykl komórkowy może ulec wstrzymaniu w trakcie mitozy. | P | F |
4.3. (0–1)
Określ, do jakich zmian w kariotypie może dojść w wyniku pominięcia punktu kontrolnego metafaza/anafaza podczas mitozy.
4.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego czynniki mutagenne, takie jak promieniowanie UV lub niektóre związki chemiczne, zwiększają ryzyko wystąpienia nowotworu.
Rozwiązanie
4.1. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – za prawidłowe uzupełnienie trzech wierszy tabeli.
1 pkt – za prawidłowe uzupełnienie dwóch wierszy tabeli.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
| Faza cyklu | Liczba chromosomów | Ilość DNA |
|---|---|---|
| G1 | 2n | 2c |
| S | 2n | 4c |
| G2 | 2n | 4c |
| M | 2n | 2c |
4.2. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – za prawidłową ocenę trzech stwierdzeń.
1 pkt – za prawidłową ocenę dwóch stwierdzeń.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
1 – F, 2 – P, 3 – P.
4.3. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne określenie możliwych zmian w kariotypie, które powstają w wyniku
pominięcia punktu kontrolnego anafaza/metafaza podczas mitozy, uwzględniające
powstanie komórek o niewłaściwej liczbie chromosomów.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Mogą powstać jądra z niewłaściwą liczbą chromosomów.
- Może dojść do powstania aneuploidów.
- Chromosomy nie zostaną prawidłowo rozdzielone do komórek potomnych.
4.4. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające zwiększenie ryzyka powstania mutacji,
np. w genach regulujących cykl komórkowy, oraz określenie skutków takiej mutacji
w postaci niekontrolowanych podziałów komórkowych.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Czynniki mutagenne zwiększają ryzyko wystąpienia mutacji w genach kodujących białka, które są odpowiedzialne za regulację cyklu komórkowego. Zmiana aktywności tych białek może prowadzić do szybkich, niekontrolowanych podziałów komórki.
- Mutacje mogą spowodować, że nieprawidłowo rozwijająca się komórka nie będzie ulegać apoptozie lub nie zostanie rozpoznana jako uszkodzona przez układ odpornościowy. Wówczas uszkodzone komórki mogą zacząć się szybko namnażać.
- Czynniki mutagenne mogą uszkodzić geny kodujące białka regulujące cykl komórkowy, a brak kontroli nad nim prowadzi do choroby nowotworowej.
